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大梁山隧道通风斜井涌水治理技术 　　摘要：大梁山隧道通风斜井存在涌突水量大的施工难题，难以完全按照传统的施工方法进行施工。在确保安全的前提下，通过对大梁山隧道通风斜井设计和施工技术的实践论证，合理的排水系统和注浆堵水方案得以建立，有效地解决了富水段通风斜井掌子面的各种施工难题；且加快了施工进度，减少了工程投资。其能够为类似工程提供参考与借鉴。 　　关键词：通风斜井；施工技术；排水系统；注浆 　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　1、工程概况 　　大梁山隧道位于山西省北部阴山山脉大梁山基岩山区内，隧道所穿越的大梁山总体走向呈近东西向，属于雁北地区西洋河与南洋河的分水岭。隧址区地貌单元为构造剥蚀基岩中山区，地形起伏较大，基岩冲沟与基岩山脊发育，其地质构造较为复杂，断裂构造十分发育，以阻水性构造为主，但部分含水构造含水性较强。斜井区域内强富水区主要赋存于两个斜井之间岩体，富水性强，在该区域内将在较长的段落内出现涌水的现象[1]。 　　大梁山隧道通风斜井是目前国内在建斜井中涌水量大的斜井之一，属于天大高速公路全线重点控制工程之一。斜井平面长度665.35m，纵坡坡度为14.36%，井口标高为1355.3米，斜井底端设计高程为1240.3米，相对高差115米。围岩主要为片麻岩、辉绿岩等。当斜井进尺到150m，出现滴渗水（已到地下水位线），并随着进尺的加深，水量逐渐变大，最大涌水量为14500 m3/d，斜井正常涌水量达到10000m3/d左右。 　　2、斜井数值分析 　　采用大型有限元软件ANSYS中的荷载－结构模型对大梁山隧道斜井进行简要分析，隧道支护是采用梁单元来模拟，隧道结构与围岩之间接触关系采用弹簧单元模拟。 　　取拱顶水压30kPa，水压环向分布于隧道支护结构周边，径向垂直作用于隧道的支护结构，水压随着埋深增加而增加[3]，计算得到结果的轴力图、弯矩图可以看出，隧道在拱顶、拱肩、拱脚处的单元应力是比较大的，尤其拱顶处的应力最大，其弯矩值、轴力值分别为17622kN·m、295010kN。 　　3、施工方案概述 　　大梁山隧道通风斜井在施工过程中作为施工斜井，参与正洞施工，且运营后作为永久性的通风斜井，采用的是单线开挖方式。 　　（1）大梁山隧道通风斜井每掘进150m进行一次超前地质预报，预测前方围岩，确定工程及水文地质情况；遇到断层及涌水段施工时，采用超前地质钻探技术和红外线超前探水技术，对前方围岩的水文及地质情况进行系统观察、分析地下水的活动情况，制定系统可靠的安全施工技术措施。井身各类围岩均采用超短两台阶法施工，每个台阶长度不大于5m。超前支护采取小导管局部注浆加固，初期支护采用“喷、锚、网、喷+钢拱架”支护体系，根据围岩条件进行组合。 　　（2）在排水方面，由于实际用水量已经远远超出设计最大涌水量（根据设计文件说明，斜井含水段长度为1152m，最大涌水量为910 m3/d，正常涌水量为180 m3/d，而实际进尺到350m时涌水量达到12000 m3/d左右），原先按照设计最大涌水量进行布设的排水设施无法满足施工需要，为保证正常施工，根据出水情况，项目部成立专门的抽水工班，斜井设置大型泵站，采用“固定高扬程大流量抽水泵站、低压接力泵站与移动泵站”相结合的排水系统，将隧道内的水一级一级的排出洞外。 　　4、涌水治理实施方案 　　结合施工实际情况及数值分析计算，为合理解决涌水问题给工期造成的压力，采用“以堵为主，以排为辅，排堵相结合”的总体施工方案和治水原则，并对拱脚局部的初期支护进行加强。 　　4.1设计方案的变更 　　由于大梁山隧道通风斜井涌水量的增加，施工图设计无法满足斜井整体结构安全性的需要，尤其进入III级围岩段后，涌水量急剧变大。业主、设计院和施工方在组织隧道、水文、地质等专业人员赴现场考察后，确定了“以堵为主，以排为辅，排堵相结合”的原则，并将原施工图设计中的III级围岩段衬砌支护参数进行加强。原衬砌支护参数如下：Φ22全螺纹砂浆锚杆（系统锚杆）长度2.5m，间距1.2*1.2m；Φ8钢筋网（25*25cm，局部铺设）；初支为12cm 厚的C25混凝土；二衬为35cm 厚的C30混凝土。变更后的衬砌支护参数如下： 4.5m长的Φ42小导管超前支护，环向间距30cm（局部双层）；I20a工字钢，间距为60cm；Φ25中空注浆锚杆（系统锚杆），长度3.5m，间距60*80cm；Φ8钢筋网（20*20cm，满铺，局部双层）；初支为26cm 厚的C25喷射混凝土，二衬为50cm厚的C30混凝土；隧道底增设仰拱封闭成环；对已完成初期支护段的集中出水点采用Φ42小导管径向注浆堵水，封堵渗水通道；注水泥水玻璃浆液，配比1：(0.5～1)，注浆压力大于1MPa，必要